冶金屬于耗能型行業，其能耗占全國能耗的10%，占工業部門能耗的15.25%。有色金屬工業是以開發利用礦產資源為主的基礎原材料產業，也是我國能源資源消耗和污染物排放的重點行業之一。2010年，有色金屬行業能耗占全國能源消耗的2.8%，但工業增加值只占全國的1.99%;有色金屬工業能源消費主要集中在冶煉環節，約占行業能源消耗總量的80%，加工占11%，礦山占5%。在冶煉環節中，鋁冶煉占61%，鉛鋅冶煉占7%，鎂冶煉占6%，銅冶煉占2%。其中，電解鋁行業的電力消費占有色金屬工業電力消費總量的80%，占全國電力消費的5%。
近年來，我國有色金屬工業節能降耗取得顯著成效，部分產品綜合能耗達到世界先進水平。2012年，有色金屬行業總能耗約16020萬 tce，占全國能耗總量的4.38%。根據調研和計算，我國從銅精礦到陽極銅工藝能耗，不同企業(方法)間波動在200~400kgce/t陽極銅之間，部分企業銅冶煉能耗已位居世界領先水平。2013年初步統計銅冶煉綜合能耗為316.4 kgce/t;氧化鋁綜合能耗為527.8 kgce/t，鋁錠綜合交流電耗13740kW·h/t，達世界先進水平;鉛冶煉綜合能耗為469.3kgce/t;電解鋅綜合能耗為909.3kgce/t。2013年有色金屬行業主要產品單位能耗大幅下降，主要技術經濟指標接近或達到世界先進水平。我國由于鋁工業規模大，鋁電解節能更是受到我國政府、社會乃至全球的高度關注。另據統計，2008——2013年期間，電鋅冶煉總回收率由92.7%提高至95.0%，鉛冶煉總回收率由94.9%提高至96.3%，銅冶煉回收率由97.2%提高至97.7%。其中我國銅冶煉總回收率等技術經濟指標已接近或達到世界先進水平。
清潔生產減排技術的進步對我國有色金屬行業發展起到了重要的推動作用。遵循源頭預防、清潔生產、末端治理的全生命周期綜合防控原則，針對汞、鉛、鎘、砷等重金屬污染物產生的關鍵領域和環節，以重金屬冶煉生產過程控制為重點，實施了清潔生產技術改造，不僅提高了產品技術指標，而且從源頭消減汞、鉛、鎘、砷等污染物的產生量，降低了末端治理難度和壓力。如實施了“鉛冶煉液態渣直接還原清潔生產技術”進行升級改造，使鉛的回收率提高2%左右，粗鉛還原工序煙塵、鉛塵和SO的排放量分別減少62.4%、67%和39.6%;采用鎘連續真空蒸餾技術等新技術改造鋅冶煉系統，鎘冶煉總回收率97%，每年可以減少煙塵中鎘排放量3.326 t;實施選礦拜耳法等重大關鍵技術，使過去沒有工業開采價值的中低品位一水硬鋁石礦資源得到大規模開發利用，使礦產資源服務年限延長
3倍以上，從產業鏈的源頭上找到了一條節約資源之路。
2013年2月，工業和信息化部發布了《關于有色金屬工業節能減排的指導意見》，分析了有色金屬行業節能減排形勢和存在的主要問題，提出了“十二五”有色金屬行業節能減排目標?？傮w目標是：到2015年年底，有色金屬工業萬元工業增加值能耗比2010年下降18%左右，累計節約標煤750萬t，SO排放總量減少10%，污染物排放總量和排放濃度全面達到國家有關標準，全國有色金屬冶煉的主要產品綜合能耗指標達到世界先進水平。
我國能源消費量逐年增長，成為僅次于美國的第二大能源消費國，其中工業能源消費量已超過總消費量的70%，環境污染、資源和能源短缺成為經濟增長的瓶頸。余熱屬二次能源，分高溫煙氣余熱、高溫爐渣余熱、高溫蒸汽余熱、冷卻介質余熱、可燃廢氣余熱等。在各種工業爐窯能量支出中，廢氣余熱占15%~35%。近年來我國余熱利用方面技術有了很大進步，但與世界先進水平相比還有差距。能源價格攀升成為有色冶金企業的新挑戰，節能降耗應作為有色冶金企業的長期戰略任務。余熱回收利用現狀中國能源利用率僅為30%，大部分余熱未經利用直接排放。目前回收利用的余熱主要是高溫煙氣和生產過程中排放的可燃氣，中低溫余熱回收利用量極少。相對于高品位能源來說，低品位余熱能量低，利用難度大，有效利用低品位余熱是產能和用能的關鍵。低品位余熱回收利用普遍采用水冷介質，受水資源、運輸、地域等因素制約，難以推廣應用。以色列低溫余熱發電技術在全球處于領先地位，日本、美國、俄羅斯也進行了大量研究，并開發了有機朗肯循環余熱鍋爐發電系統等。20世紀末，美國 Recurrent 工程公司開發Kalina系統的工業廢熱回收發電系統已在少數鋼鐵廠和化工廠進行中試。
鋁冶金節能降耗現狀
有色冶金節能降耗方面，電解鋁技術發展最快，自主研發了300kA、400kA、甚至500kA特大型鋁電解槽，為鋁電解工業節能提供了重大技術支撐。另外，中孚鋁業“大型鋁電解系列不停電技術及成套裝置”和萬基鋁業的全石墨化陰極材料的推廣應用，都對節電起到了重要作用。國內電解鋁平均噸鋁直流電耗13084kWh，距國際先進水平12100~12500kWh仍有差距。
(1)國內外氧化鋁生產能耗差距的原因分析
國內外氧化鋁生產能耗的差距主要來源于鋁土礦資源性質的不同。國外絕大多數氧化鋁企業采用優質高品位的三水鋁石礦，只需要應用較低溶出溫度的拜耳法處理即可，流程簡單、節能低耗。而我國氧化鋁企業需要處理中低品位一水硬鋁石礦，大部分還不能采用傳統的拜耳法生產工藝，拜耳法溶出溫度必須高達260℃以上，造成工藝流程復雜、額外能耗增多、效率下降。
因此，我國必須自主創新開發和應用適合于我國中低品位一水硬鋁石礦資源特點的生產工藝，盡可能采用先進的改進型拜耳法，推廣高效強化拜耳法技術，
減少高能耗燒結法比例，或以濕法冶金過程取代燒結法，才能大幅度降低整體能耗，以世界平均能耗水平處理難處理的中低品位一水硬鋁石礦。
(2)國內外鋁電解生產能耗差距的原因分析
盡管國內外采用的電解鋁主體技術路線相同，但工藝參數的控制范圍有所差別。我國由于電價較貴，主要目標是節電，因此采用了低極距、低槽電壓、低電流密度、低初晶溫度的工藝參數，并實施了一系列的新型結構鋁電解槽的節能技術，因此直流電耗和綜合交流電耗較低。
我國鋁電解槽的陽極電流密度比國外先進技術低10%~20%，鋁電解電流效率低3%～4%，由此造成單位電解槽原鋁產能較低，能耗以外的消耗增加。因此，我國鋁電解生產仍然存在著降低能耗的潛力。
我國鋁電解的技術經濟指標距離世界鋁工業技術發展路線圖的高水平目標仍有差距。特別是由于我國鋁電解用的電價屬世界上最高(見圖5-8)，因此節電仍是我國鋁電解工業最重要的當務之急。
銅冶金節能降耗現狀
云南冶金集團在世界上首次將“艾薩”爐煉鉛技術與自主創新的“富氧渣鼓風爐還原工藝技術”相結合，形成了具有自主知識產權的高效節能技術。江銅、銅陵的閃速爐、云銅的澳斯麥特爐、金川的合成爐和西部礦業的卡爾多爐，分別加大了節能技術改造力度，采用高效富氧強化熔煉技術和余熱、余能綜合利用技術，減少了排放，實現了清潔生產。
鉛鋅冶金節能降耗現狀
隨著行業的科技進步，我國鉛鋅冶煉單位綜合能耗呈逐年降低趨勢(見圖5-9)。但由于我國鉛鋅產量遞增較快，鉛鋅行業的總能耗則呈逐年增加的態勢(圖5-10)。2010年，鉛、鋅冶煉總能耗分別達到135.51萬tce和812.99萬tce，鉛鋅行業總能耗達到998.01萬tce。
就獨立的鉛冶煉企業和鋅冶煉企業來說，我國的工藝能耗指標和國外先進水平差距不大，在某些方面還居于世界領先水平。但由于我國鉛鋅冶煉企業相對獨立和分散，大型鉛鋅聯合冶煉企業相對較少，鉛鋅冶煉的互補優勢沒能充分體現，如余熱蒸汽利用等，和韓國高麗亞、加拿大Trail等世界大型鉛鋅聯合企業相比，在資源綜合回收、廢水/廢渣處理與處置、能耗水平等方面，尚存在一定差距。
在鉛鋅大極板電解裝備方面，我國和國外先進水平存在著較大差距，目前也主要依賴進口。
我國鉛鋅冶煉行業技術裝備水平并沒有與其產能得到同步提高，高能耗高污染的狀況沒有得到根本改善。不僅與世界鉛鋅冶煉行業有較大差距，與我國銅鋁冶煉行業也有一定差距。主要表現在產能集中度較差、企業數量多、技術水平不平衡、整體技術裝備水平比較落后、自動化控制水平低。
鎂冶金節能降耗現狀
國內生產原鎂的技術主要是熱法煉鎂技術，與國外普遍采用的電解法截然不同，因此難以直接進行能耗比較。
國外電解法從無水氯化鎂中提取金屬鎂技術最先進的單位直流電耗已降低到12000kW·h左右，電耗降低的主要原因是采用大型、無隔板的多極鎂電解槽技術。 近年來，我國通過國家科技支撐計劃項目立項資助，在前人研究的基礎上進一步開發從鹽湖提取光鹵石、再采用電解法煉鎂的工藝流程，擬建設電解法煉鎂企業。
目前，我國有色金屬大公司的能耗已經達到或接近國際先進水平，單位節能降耗下降的空間已經非常有限。我們應轉變思路，將達到國際先進水平的電解鋁技術輸出國外。國家應該制定相關的優惠政策，鼓勵企業走出去開發海外資源或在海外建設工廠。這樣不僅可以大大緩解我國有色資源不足的壓力，而且可以大大節約能源。
498
0 
分享 0
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
中冶有色技術平臺
換一批
評論 （0條）